Sliding resistance of rectangular vs. beveled archwires in two self-ligating brackets: a finite element study

ABSTRACT

The aim of this study was to use a 3D finite element method (FEM) to compare the sliding resistance of 0.019"x0.025" stainless steel conventional archwires versus 0.019"x0.025" stainless steel beveled archwires in active (InOvation ® Dentsply) and passive (SmartClip®, 3M) selfligating brackets with 0.022" x 0.028" slots . A model was designed for each kind of bracket archwire system and the following parameters were introduced in the models friction coefficient calculated for stainless steel bracketwire 0.7 µm; Poisson ratio for stainless steel wire 0.3, and elastic module 205 GPa for bracket and 190 GPa for archwire. Static structural analysis was applied for homogeneous, linear and isotropic properties considering contacts between wire and bracket as frictional. The results indicate that the beveled archwire generates less stress than the rectangular wire in SmartClip® and InOvation ® brackets. Comparing brackets, SmartClip® generated less stress than InOvation ®. It is concluded that beveled rectangular arch wires provide the advantage of reduced sliding resistance, which is better in some clinical situations to improve orthodontic mechanics (AU)

RESUMEN

El objetivo de este artículo fue comparar con el método tridimensional de elementos finitos (MEF) el comportamiento de la resistencia al deslizamiento expresado en esfuerzos de arcos de acero inoxidable 0.019"x0.025" convencionales y arcos de acero inoxidable con bisel de 0.019"x0.025" en brackets de autoligado slot 0.022" x 0.028" activo (InOvation ® "R" Dentsply) y pasivo (SmartClip® 3M). Se diseñó un modelo de los brackets de autoligado InOvation® "R" Dentsply, SmartClip® 3M y de los arcos de acero inoxidable convencionales y arcos de acero inoxidable con bisel, el análisis se calculó con el coeficiente de fricción para el bracket de acero inoxidable con el del arco de acero inoxidable µ 0.7. La relación de Poisson 0.3 para el arco de acero inoxidable. El módulo de elasticidad del bracket 205 GPa y del arco 190 GPa. La aplicación del método se realizó para un análisis estructural estático con condiciones de material homogéneas, lineales e isotrópicas y con contactos de tipo fricción entre el arco y el bracket. Se observó que el arco biselado generó menos esfuerzo que el arco rectangular en el bracket SmartClip® y en el bracket InOvation ® "R", siendo el SmartClip® en el que se generó menor esfuerzo. Se encontró que existe una ventaja en el uso de los arcos rectangulares con bisel ya que presentan menor resistencia al deslizamiento optimizando en algunas situaciones clínicas las mecánicas ortodónticas (AU)